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水库防洪优化调度,是凭借水库的调蓄能力,在保证大坝安全的前提下,有计划地对水库的入库水量过程进行调节,改善天然径流的时空分配,达到除水害兴水利、提高水资源的综合利用率、最大限度地满足人民生活和社会经济发展目的的一种控制运用水库技术。水库防洪优化调度方案是否得当直接关系到国民经济各部门的发展,如果方案切实合理可行,那么将带来十分可观的经济效益和社会效益;反之,将给社会经济发展带来巨大损失。因此,进一步加强水库防洪优化调度工作的研究就更加具有重要意义。
本文首先介绍了水库优化调度的国内外研究进展,初步阐述了水库优化调度的计算方法。在研究水库优化调度原则的基础上,依据最大削峰准则和最短洪灾历时准则,建立单一水库防洪优化调度模型;依据通过公共防洪控制断面的最大过流量最小和超过安全泄流量的超标水量最小的原则,建立了并联水库群防洪优化调度模型。
针对传统的优化算法在收敛速度和收敛精度等方面的不足,本文在研究遗传算法的基础上,提出应用自适应遗传算法对水库防洪优化调度模型进行求解计算,并应用此方法分别对上述两模型进行优化计算。
以淮河流域四水库为实例,应用简单遗传算法和本文提出的自适应遗传算法,对单一水库进行优化计算,最大下泄流量较按照原有调度规则运行的下泄流量均有减少,削峰率均有提高。结果表明,自适应遗传算法根据个体优劣程度对遗传控制参数进行自动调整,较好地改善了简单遗传算法的不足。应用自适应遗传算法对并联水库群进行优化计算,公共防洪控制断面的超标水量和最大过流量都有所减少,优化效果明显。